ken07505

グェン　ラム

橋梁周りの飛来塩分の実測と数値シミュレーションに関する研究

岩崎英治，長井正嗣

近年，橋という社会資本のライフサイクルコスト（LCC）を最小化し，環境に優しい技術とするための資源生産性を高めるところが課題となっている．鋼材の欠点は腐食することであり，橋梁には塗装に伴うメンテナンス費用が，橋梁のLCCを押し上げる原因となっている．LCCの低減が重要課題となっている中，無塗装で使用できる耐候性鋼材の採用が多くなっている．耐候性鋼材は鋼材表面に保護性さびと呼ばれるさび層を形成することで、腐食作用を抑制する．耐候性鋼材の腐食を支配する環境因子には，海からの飛来塩分や凍結防止剤，雨水や結露などのような鋼材表面を湿潤状態にする水分や湿度（ぬれ時間），鋼材表面の温度や橋梁設置地域の気温などがある．保護性さびの形成には飛来塩分量の影響が大きく，耐候性鋼材の使用には飛来塩分量が0.05mdd（mg/dm2/day）以下の環境が必要である．一方，腐食状態は橋梁全体に一様ではなく，橋梁の部位によってこれらの腐食因子の量は異なる．建設前に現地調査により橋梁設置地点の飛来塩分量は把握できるが，桁内や桁近傍の飛来塩分量やぬれ時間は，橋梁と周囲地形との相互作用によって決まるために，建設前の調査では把握できず，何らかの推定手法が必要である．そのため，橋梁建設前に定量的に橋梁断面周辺の飛来塩分を推定できると，建設後の耐候性鋼の腐食状況を予測できると考えられる．そこで，橋梁に，土研式タンク法とガーゼ法による飛来塩分捕集器具を取り付けて観測した飛来塩分の観測結果・さび中塩分の測定結果と，有限要素法による流れ解析による結果の比較検討を行い，数値シミュレーションによる飛来塩分量の推定について検討を行った．計測対象の苗引橋は新潟県新潟市（旧巻町）の平地に建設された橋梁で，まわりを田園で囲まれているため，風の流れの障害になるものが何もないのが特徴である。
本研究で得られた結果は以下の通りである．
・実測値と数値シミュレーション結果の比較により，数値計算から得られた値は，概ね満足できる結果と思われる．一方，上流側桁外面ウェブ上部での違いは大きく，3次元的な解析を行う必要があると考えられる．
・さび中塩分と数値シミュレーションにより得られた桁付近の物質通過累積量には，同じ傾向が得られることから，数値解析による結果は，実際の現象を再現できていると考えられる．
・橋梁下を無限にした場合，飛来塩分量が増えるが，分布が同様になることがわかった．

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